Проект системы электроснабжения оборудования для группы цехов Челябинского тракторного завода (стр. 10 из 17)
Qр1=
МВар,Qсi=4,625 МВар.
Подставим все найденные значения в формулу (8.14):
Q0 = 13,86 −4,625 − 1,17 − 3,47 = 4,6 Мвар > 0
Баланс реактивной мощностей на сборных шинах 10 кВ главной понизительной подстанции проверятся как равенство генерируемых Qг и потребленных Qр реактивных мощностей:
Qрi =
, (8.18)Qг1 =
, (8.19)Qг1 =( 4,625 + 1,17 + 4,5+3,47)= 13,76 МВар,
Qр = 13,76 МВар.
Погрешность составляет 0,73%
Значение коэффициента реактивной мощности tgφэ, заданного предприятию энергосистемой:
tgφэ =
, (8.20)tgφэ =
Зная величины мощностей конденсаторных компенсирующих устройств, определяем расчетный коэффициент реактивной мощности на вводе главной понизительной подстанции:
tgφр =
, (8.21)tgφр =
.Резерв реактивной мощности:
Qрез% =
8. Релейная защита синхронного эл. двигателя 10кВ мощностью Р=3200 кВт
Исходные данные:
Тип СТД - 3200/10000 напряжение Uн = 10000 В ток Iн = 208 А пусковой коэф. Кпуск = 5,0 КПД h = 97,3 % Коэф. мощности cos j = 0,89 Тип ТТ ТЛК-10 коэф. тр-ции 300/5 соединение тр-ров тока в полную звезду Сердечник типа «Р»
Согласно ПУЭ на электродвигателях устанавливаются следующие виды защит:
- защита от многофазных и витковых замыканий в обмотке статора;
- защита от перегруза;
- защита от однофазных замыканий на землю;
- защита минимального напряжения;
- защита от асинхронного режима.
Для обеспечения выполнения функций релейной защиты, автоматики, а также управления и сигнализации применяю устройство микропроцессорной защиты «Сириус-21-Д»
Устройство «Сириус-21-Д» является комбинированным микропроцессорным терминалом релейной защиты и автоматики.
Применение в устройстве модульной микропроцессорной архитектуры наряду с современными технологиями поверхностного монтажа обеспечивает высокую надежность, большую вычислительную мощность и быстродействие, а также высокую точность измерения технических величин и временных интервалов, что позволяет снизить ступени селективности и повысить ступени терминала.
8.1 Защита от многофазных и витковых замыканий в обмотке статора (первая ступень МТЗ)
Многофазные и витковые повреждения происходят довольно редко, и как правило, являются результатом развития замыкания на корпус, из-за местных перегревов изоляции, дефектов активной стали статора. Двойные замыкания возникают при уже имеющимся замыкании на землю в сети, при этом второй пробой чаще всего происходит в коробке выводов или на первых витках обмотки. Многофазные короткие замыкания могут быть на выводах обмотки статора или внутри электродвигателя. Опасность внутренних повреждений заключается в том, что токи, протекающие в месте повреждения, могут многократно превышать токи в обмотке статора при повреждении на линейных выводах. Мощная дуга, возникающая в месте КЗ, приводит к пожару в электродвигателе, уничтожающему значительную часть обмотки. Многофазные КЗ, происходящие в близи линейных выводов статорной обмотки, вызывают резкое снижение напряжения на зажимах всех электродвигателей, питающихся от тех же шин, и могут вызвать значительные динамические воздействия на обмотки статоров неповрежденных электрических машин.
Определение токов внутренних КЗ достаточно сложно, т.к. внутри машины образуются несколько контуров, электрически и магнитно-связанных друг с другом. По этому в условиях эксплуатации чувствительность защит от многофазных КЗ определяется при повреждениях на линейных выводах электродвигателя и должна быть, как для основной защиты, больше 2,0 при минимально возможном токе двухфазного КЗ.
Токовая отсечка
В соответствии с ПУЭ для защиты электродвигателей от многофазных КЗ в случаях, когда не применяются предохранители, должна предусматриваться токовая отсечка без выдержки времени, отстроенная от пусковых токов при выведенных пусковых устройствах, с реле прямого или косвенного действия, выполненная: для электродвигателей мощностью менее 2000 кВт в виде одно-релейной отсечки, включенной на разность токов двух
фаз; для электродвигателей мощностью от 2000 кВт до 5000 кВт в виде двух релейной отсечки при условии, что на этих электродвигателях установлена защита от однофазных или двойных замыканий на землю с действием на отключение.
При отсутствии защиты от замыкания на землю или защиты от двойных замыканий на землю токовая отсечка выполняется трех релейной с тремя трансформаторами тока.
Для электродвигателей мощностью 5000 кВт и более, а также для электродвигателей мощностью менее 5000 кВт, если установка токовых отсечек не обеспечивает выполнения требуемой чувствительности и выведены нулевые вывода, должна предусматривается продольная дифференциальная токовая защита в двухфазном исполнении при наличии защиты от замыкания на землю или в трехфазном исполнении с тремя ТТ при невозможности установки защиты от замыкания на землю.
Чувствительность защит и отсечек определяется при КЗ на линейных выводах электродвигателя и должна бить не менее 2,0 в минимальных условиях работы сети.
Ток срабатывания реле выбирается по условию отстройки от максимального тока в режиме пуска электродвигателя при номинальном напряжении сети
,где котс = 1,2 - коэффициент отстройки, учитывающий погрешности ТТ и защиты;
Ксх = 1 – коэффициент схемы, для ТТ соединённых по схеме полной звезды;
I”max – наибольшее действующее значение периодической составляющей тока внешнего трехфазного металлического КЗ или тока, протекающего через ТТ защиты в режиме самозапуска.
Для двагателя мощностью более 2МВт
А.Ток срабатывания реле:
А.Так как уставка (МТЗ-1) может быть выбрана в диапазоне от 2 до 200 А с дискретностью 0,01 А, то принимаем Iуст = 20,8 А.
Коэффициент чувствительности:
.Выбранная уставка проходит по коэффициенту чувствительности.
8.2 Защита от перегруза, асинхронного хода (вторая ступень МТЗ)
Увеличение тока в обмотках электродвигателей вызывает перегрев изоляции обмоток, сердечников статора и ротора. Увеличение температуры изоляции, т.е. уменьшение разницы между фактической ее рабочей температурой и предельно допустимой, вызывает снижение срока службы изоляции, а быстрый дополнительный нагрев обмоток может привести к опасным деформациям.
Перегрузки делятся на кратковременные, когда температура обмотки не успевает достичь установившегося значения, и длительные, когда температура обмотки достигает установившегося значения, соответствующего величине перегрузочного тока.
В качестве допустимого тока Iдоп следует принимать максимальный длительный ток статора, соответствующий номинальной мощности.
В соответствии с ПУЭ защита от перегруза устанавливается не на всех электродвигателях, а только на тех, которые подвержены перегрузке по технологическим причинам и на двигателях с тяжелыми условиями пуска и самозапуска (длительность прямого пуска непосредственно от сети 20 сек. и более), перегрузка которых возможна при чрезмерном увеличении длительности пускового периода вследствие понижения напряжения в сети.
На электродвигателях подверженных перегрузке по технологическим причинам, защита должна выполнятся с действием на сигнал и автоматическую разгрузку, при невозможности разгрузки или отсутствии дежурного персонала допускается действие защиты на отключение.
Если отключение электродвигателя не приводит к нарушению технологического процесса или имеют место тяжелые условия пуска и самозапуска, то защита от перегрузки также действует на отключение.
Расчет защиты от перегруза.
Защита (МТЗ-2) работает сначала на сигнал, а с выдержкой времени на отключение ,так как сразу отключение электродвигателя приводёт к нарушению технологического процесса,
Первичный ток срабатывания защиты от перегрузки выбирается по условию отстройки от номинального тока электродвигателя:
, (9.3)где:
котс - коэффициент отстройки, равен 1,05;
кв - коэффициент возврата равный 0,95, для микропроцессорной защиты «Сириус21Д»;
Iдлит.доп. - длительно допустимый ток электродвигателя.
В соответствии с ПУЭ номинальная мощность электродвигателей должна сохранятся при отклонении напряжения до ± 10%, т.е.
А.Тогда:
А.